شیر سوزنی یک شیر با حرکت خطی است که اصولا جهت قطع و وصل و کنترل جریان به کار می رود. عملکرد این شیر ساده است و با چرخاندن هندویل شیر، به آسانی می توان مقدار جریان سیال عبوری را تنظیم نمود. عمل باز و بسته شدن شیر می تواند به صورت دستی یا خودکار با استفاده از عملگر انجام شود. این عملگر میتواند الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک باشد که بیشتر در استفاده های صنعتی از این عملگرها استفاده می شود. با این حال به طور متداول از عملگر دستی و از نوع هندویل برای باز و بسته کردن آن استفاده می شود.
در وضعیتی که دیسک شیر سوزنی کاملا در مقابل مسیر حرکت سیال قرار می گیرد، شیر بسته می شود و مسیر حرکت سیال مسدود می گردد و با خروج دیسک از مسیر، مسیر سیال باز می شود و شیر به حالت باز در می آید.
مهم ترین ویژگی این نوع شیر، موازی بودن آببند با جهت جریان سیال است که این ویژگی باعث می شود شیر برای تنظیم جریان کارآمد باشد و فرسایش دیسک و آببند کاهش یابد؛ هرچند، همین ویژگی مقاومت بالایی در مقابل جریان سیال و آشفتگی جریان در درون شیر سوزنی ایجاد می کند.
شیر سوزنی نسبت به سایر انواع شیرها نظیر شیر کشویی، شیر توپی، شیر پروانه ای و ... که مجرای مستقیم دارند، افت فشار بالایی ایجاد می کند؛ در نتیجه در سیستم هایی که افت فشار عامل کنترلی به حساب می آید و به زیان سیستم است، نباید از شیر سوزنی استفاده کرد.
علاوه بر این، نکته اساسی که در مورد شیر سوزنی وجود دارد این است که به علت این که تمام فشار سیال به صورت مستقیم به ساقه شیر منتقل می شود سایز این نوع شیرآلات حداکثر به DN 300 می رسد. البته امکان دارد به صورت استثناء، شیر سوزنی در سایزهای بزرگتر از 300 نیز تولید شود؛ در این حالت در تولید و کاربست آن باید از قوانین و اصول خاصی تبعیت کرد. به طور مثال، بال ولو تا سایز DN 1200 نیز تولید و استفاده شده است.
از شیرهای سوزنی به صورت گسترده به جهت کنترل جریان به کار می روند. بنابراین، به منظور جلوگیری از کاهش طول عمر مفید و کارکرد رضایت بخش شیر سوزنی، باید مقدار سیالات و درجه کنترلی که از این شیر انتظار می رود و همچنین میزان افت فشار و کارکرد مورد نظر در طراحی شیر سوزنی مورد توجه قرار گیرد. پس به طور کلی، حداکثر میزان فشار دیفرانسیلی در سطح دیسک نباید از 20 درصد حداکثر فشار بالادستی یا 1380 کیلوپاسکال فراتر رود.
ساختمان شیر سوزنی:
شیرهای سوزنی، مثل شیر فلکه های کشویی دارای دو نوع ساقه بالارونده و غیر بالا رونده هستند که در استفاده های صنعتی، نوع ساقه بالا رونده مرسوم تر می باشد. از نظر اجزای شیر نیز، شیر سوزنی شباهت زیادی به شیر کشویی دارد به همین خاطر شاید عنوان شیر فلکه سوزنی را نیز شنیده باشید.
هرچند شیر فلکه کشویی و شیر سوزنی تفاوت هایی با یکدیگر دارند، بعضی از برندها به خصوص برندهای تولید کننده شیر سوزنی برنجی، آن را شیر فلکه کشویی نامیده اند که به نظر می آید به علت هندویل فلکه ای شکل آن باشد.
در این نوع شیر، آببند موازی با خط جهت جریان قرار دارد، این کار بخصوص در حالتی که شیر بسته است، موجب وارد آمدن فشار سیال به دیسک می شود. شاید این مورد نکته منفی در مورد شیر سوزنی باشد، با این حال، از چند جبنه دیگر، دیسک موازی یک مزیت محسوب می شود. این دیسک موازی مقاومت مناسبی در مقابل سایش دارد.
تعمیر و نگهداری شیر سوزنی نسبتا ساده است که این به علت قابلیت جابجایی و تعویض راحت آببند و دیسک است. این عامل، شیر سوزنی را جهت استفاده در سیستم هایی که در آن ها شیر مکررا نیاز به تعمیر دارد مناسب می کند. ساختمان خاص شیر سوزنی و مسافت کم جابجایی دیسک آن در مواردی که زمان عمل کردن شیر و تنظیم مکرر آن حائز اهمیت است، یک مزیت مهم محسوب می شود
